基于BIM的智慧工地管理體系研究★

裴俊華，劉維珩，侯 斌，石福彬

(1.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 天水 741020; 2．甘肅建投土木工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 700070)

0 引言

隨著城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的推進(jìn),建筑業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷增大,自2012年以來(lái),建筑業(yè)占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的比重一直保持在6.85%以上,2021年,建筑業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到29.3萬(wàn)億元,國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)地位持續(xù)鞏固。與此同時(shí),建筑市場(chǎng)依然存在生產(chǎn)效率低、能耗高、管理粗放、質(zhì)量安全事故多發(fā)、環(huán)境影響明顯等現(xiàn)象,建筑業(yè)也從“量”的擴(kuò)張轉(zhuǎn)向“質(zhì)”的提升[1]。研究表明,現(xiàn)階段建筑業(yè)在國(guó)內(nèi)能源資源的消耗占比達(dá)29%,是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍～4倍,其中,水泥用量超過世界先進(jìn)水平的50%[2]。另外,在建筑施工的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵和施工噪聲,建筑施工揚(yáng)塵約占大氣污染物的20%[3-4],長(zhǎng)期處在噪聲干擾下生活和工作,會(huì)對(duì)人的健康造成極大的影響[5]。綜上,傳統(tǒng)建筑業(yè)長(zhǎng)期存在著生產(chǎn)效率低下、質(zhì)量可靠性差、能源消耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源利用率低等問題[6]。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),建筑業(yè)已處于由高速增長(zhǎng)階段向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需加快建筑工業(yè)化升級(jí)、提升建筑數(shù)字化水平。將建筑信息模型(BIM)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)融入建造過程,使得智慧建造成為了信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)與施工現(xiàn)場(chǎng)深度融合的產(chǎn)物,在這樣的背景下,面向工程項(xiàng)目的智慧工地應(yīng)運(yùn)而生。

建筑信息模型Building Information Modeling(BIM)是在建筑工程及設(shè)施全生命期內(nèi),對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),并依此進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過程和結(jié)果的總稱[7]。BIM技術(shù)經(jīng)歷了從2008年的“設(shè)計(jì)院1.0時(shí)代”到2015年“管理咨詢4.0時(shí)代”,再到2016年至今的“運(yùn)維5.0時(shí)代”的發(fā)展變革。BIM技術(shù)有載體,能夠讓管理者清晰、直觀地了解對(duì)象,實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)各相關(guān)方的數(shù)據(jù)共享與協(xié)同,其包含全生命周期的數(shù)據(jù)信息則能幫助管理者及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)流程、集中管理、降低成本、提升效率。BIM模塊是數(shù)字建筑服務(wù)平臺(tái)的重要組成部分,是建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心構(gòu)件,其應(yīng)用深度與廣度在業(yè)內(nèi)得到持續(xù)推廣和拓展。

智慧工地是綜合應(yīng)用BIM和信息化、數(shù)字化技術(shù)手段對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素實(shí)現(xiàn)全面感知和實(shí)時(shí)互聯(lián),通過數(shù)據(jù)采集、挖掘、共享和協(xié)同,實(shí)現(xiàn)工地的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化,構(gòu)建以項(xiàng)目為主體的互聯(lián)協(xié)同、多級(jí)聯(lián)動(dòng)、管理預(yù)控、智能決策、整合高效的智能化生產(chǎn)工地。構(gòu)建基于BIM技術(shù)的智慧工地管理體系,對(duì)其中的模塊進(jìn)行全面明確的分析,實(shí)現(xiàn)技術(shù)和管理的結(jié)合,這對(duì)于改善傳統(tǒng)施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)問題具有重要的工程意義和實(shí)踐價(jià)值。

1 構(gòu)建基于BIM的智慧工地管理體系

1.1 構(gòu)建基于BIM的智慧工地管理體系的必要性

智慧工地可利用物聯(lián)網(wǎng)與通信技術(shù),對(duì)施工過程進(jìn)行全面的感知、監(jiān)測(cè)和管理,通過安裝傳感器和監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、設(shè)備和人員的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)設(shè)備和人員的聯(lián)網(wǎng)管理,有效協(xié)調(diào)各個(gè)施工環(huán)節(jié),收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析,幫助監(jiān)督施工過程和檢查質(zhì)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題,保障施工安全、提升工程質(zhì)量。智慧工地可通過自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人來(lái)完成部分繁重、危險(xiǎn)或重復(fù)性工作,減少人工介入,利用BIM技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)并優(yōu)化施工計(jì)劃,減少施工時(shí)間,降低人力成本和業(yè)主利息成本。智慧工地可通過智能照明、空調(diào)控制等技術(shù)手段,減少能源消耗,對(duì)建筑垃圾采用智能垃圾分類處理,降低污染風(fēng)險(xiǎn),可利用智能噴淋系統(tǒng)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行定時(shí)噴淋,減少施工中的粉塵排放,最大程度地滿足環(huán)保要求,實(shí)現(xiàn)綠色建造。智慧工地可采用大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)和手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息的匯聚、分析、管理和應(yīng)用,大幅提升現(xiàn)場(chǎng)管理、安全生產(chǎn)、效益管理等方面的效能,實(shí)現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)集成,促進(jìn)縱橫向建設(shè)參與方的協(xié)同合作和信息交流,提高項(xiàng)目整體效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 建立基于BIM的智慧工地管理體系的可行性

工程建設(shè)項(xiàng)目涉及多專業(yè)和多學(xué)科領(lǐng)域,建設(shè)周期長(zhǎng)、規(guī)模大、資源消耗大、參與人員多、復(fù)雜性程度高、物理信息交互的頻率大,若沿用傳統(tǒng)的施工管理手段,必然會(huì)存在進(jìn)度延誤、成本超預(yù)算、工作效率低下、安全事故頻發(fā)等弊病。隨著全球信息化進(jìn)程不斷增速,建筑行業(yè)進(jìn)入信息化時(shí)代是必要的,利用BIM技術(shù)在建設(shè)工程項(xiàng)目全壽命周期的參建多方之間進(jìn)行信息傳遞,集成人員、流程、數(shù)據(jù)、技術(shù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)工程信息的交互和共享,形成建筑產(chǎn)品數(shù)字虛擬和建筑實(shí)體的“數(shù)字孿生”,達(dá)到不受時(shí)空限制進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、管理的優(yōu)化。借助基于BIM技術(shù)的智慧工地管理平臺(tái),利用IOT技術(shù)采集工地人、機(jī)、料、法、環(huán)數(shù)據(jù),服務(wù)進(jìn)度、成本、質(zhì)量、安全管理,標(biāo)準(zhǔn)化各分系統(tǒng),傳遞、引用、分析工作的數(shù)字成果,精細(xì)掌握工地情況,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工中各項(xiàng)資源需求,尋找風(fēng)險(xiǎn)因素,完成合同分析、過程管理、指標(biāo)管理、成本分析和質(zhì)量控制等工作,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目管理的數(shù)字化、智能化。

1.3 基于BIM的智慧工地管理平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

智慧工地管理平臺(tái)圍繞建筑施工現(xiàn)場(chǎng)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大要素,運(yùn)用BIM信息化模型、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等高科技信息化處理技術(shù),構(gòu)建進(jìn)度、質(zhì)量、安全、勞務(wù)、物料管理、物聯(lián)監(jiān)測(cè)等業(yè)務(wù)板塊體系,實(shí)時(shí)監(jiān)控施工進(jìn)度、質(zhì)量狀況、安全防控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員管理等功能。平臺(tái)在提高施工現(xiàn)場(chǎng)管理水平的同時(shí),還為項(xiàng)目各相關(guān)方搭建溝通協(xié)調(diào)、信息共享的環(huán)境,可為項(xiàng)目工地、企業(yè)、監(jiān)理、業(yè)主、行業(yè)監(jiān)管等多個(gè)方面提供管理權(quán)限劃分。

智慧工地管理平臺(tái)體系架構(gòu)由五部分組成,分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層以及用戶層,以實(shí)現(xiàn)工程物理感知、信息網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)歸集共享、業(yè)務(wù)互聯(lián)協(xié)同、用戶監(jiān)管決策之用,達(dá)到工程項(xiàng)目節(jié)能減排、降本增效、精益建造、提質(zhì)創(chuàng)優(yōu)之目的,具體如圖1所示。五個(gè)層級(jí)的組成與作用如下:

1)感知層作為BIM+智慧云平臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ),包含感知設(shè)備、識(shí)別設(shè)備、控制設(shè)備以及執(zhí)行設(shè)備等模塊,通過傳感器等硬件感知物品及各類環(huán)境信息,實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的智能化采集,將物理世界用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息化聯(lián)通。感知層應(yīng)用的技術(shù)有傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、定位技術(shù)、圖像采集技術(shù)等。

2)網(wǎng)絡(luò)層是感知層和平臺(tái)層的紐帶,又稱為傳輸層。根據(jù)傳輸距離與用途可分為私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無(wú)線通信網(wǎng)等。主要作用是將感知層采集到的各種數(shù)據(jù),安全可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)層通過接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)接入功能和傳輸功能。其中傳輸網(wǎng)主要由互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等公網(wǎng)及專網(wǎng)組成,接入網(wǎng)主要有光纖接入、無(wú)線接入以及衛(wèi)星接入等多種方式。信息傳遞會(huì)根據(jù)實(shí)際情況,依照每種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和用途,進(jìn)行組合構(gòu)建。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)而言,其網(wǎng)絡(luò)層承擔(dān)著巨大的數(shù)據(jù)量,面臨更高的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量要求,故而對(duì)原網(wǎng)絡(luò)層需要進(jìn)一步提升和改進(jìn),采用新技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展融合,達(dá)到廣泛和高效的互聯(lián)功能,例如4G/5G通信,IPv6,Wi-Fi,藍(lán)牙,ZigBee等。

3)平臺(tái)層包含兩部分:一是數(shù)據(jù)層,二是支撐層。數(shù)據(jù)層包括智慧工地的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。智慧工地靜態(tài)數(shù)據(jù)包括建筑工程施工項(xiàng)目基本信息、各方責(zé)任主體信息、施工人員基本信息、施工圖信息、地理空間信息等低頻變化的數(shù)據(jù)。智慧工地動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)包括施工人員考勤管理數(shù)據(jù)、門禁通行管理數(shù)據(jù)、施工設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等隨工程進(jìn)度同步變化的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)層應(yīng)滿足各應(yīng)用場(chǎng)景與各工程參與者數(shù)據(jù)的邏輯組織及歸集要求,且應(yīng)具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析、預(yù)警、共享及協(xié)同的功能。支撐層主要提供應(yīng)用所需的各種服務(wù)和共享資源,以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等核心技術(shù)作為支撐,為系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、處理、監(jiān)控、分發(fā)、檢索等服務(wù)。

4)應(yīng)用層也稱業(yè)務(wù)層,是針對(duì)項(xiàng)目管理、面向不同對(duì)象、不同階段的各類應(yīng)用集合。主要集成實(shí)現(xiàn)了BIM+智慧工地云平臺(tái)系統(tǒng)。它可根據(jù)項(xiàng)目屬性分為諸如安全質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)模塊、項(xiàng)目管理系統(tǒng)模塊、項(xiàng)目管控系統(tǒng)模塊、項(xiàng)目信息管控系統(tǒng)模塊、BIM輕量化設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊、勞務(wù)實(shí)名制系統(tǒng)模塊、附加信息系統(tǒng)模塊等。應(yīng)用層模塊隨建設(shè)工地性質(zhì)的不同而有所側(cè)重。

5)用戶層主要是為主管部門、建設(shè)單位、項(xiàng)目工地、施工企業(yè)、監(jiān)理單位等用戶提供多功能的智慧工地平臺(tái)服務(wù)。構(gòu)建覆蓋集團(tuán)公司、子分公司、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)多方聯(lián)動(dòng)的工地監(jiān)督管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的多個(gè)承建單位、多個(gè)公司、多個(gè)項(xiàng)目部工地?cái)?shù)據(jù)的匯總、分析,為管理人員提供決策支持。通過設(shè)置權(quán)限,按照分級(jí)管理結(jié)構(gòu),工地建設(shè)企業(yè)、監(jiān)理單位、施工企業(yè)、監(jiān)管部門等可實(shí)現(xiàn)資源共享,互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目級(jí)、企業(yè)級(jí)以及監(jiān)管方平臺(tái)為一體的多功能化和數(shù)據(jù)差異性大屏端、PC端和移動(dòng)端等多應(yīng)用場(chǎng)景功能。

1.4 基于BIM的智慧工地管理體系

智慧工地管理體系的目標(biāo)是服務(wù)建設(shè)工程項(xiàng)目全生命周期中項(xiàng)目的決策階段、實(shí)施階段和使用階段之間各類信息的流通、集合、共享、協(xié)同,形成具有信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化的智能建造工地,通過施工技術(shù)、信息管理、決策分析、風(fēng)險(xiǎn)管控措施實(shí)現(xiàn)信息與管理聯(lián)通,提高決策的時(shí)效性、科學(xué)性。

把建設(shè)工程項(xiàng)目的主體層、對(duì)象層、目標(biāo)層通過信息化、數(shù)據(jù)化方式融合、交匯于智慧工地云平臺(tái),形成一種基于信息化技術(shù)和智能化設(shè)備的智慧工地管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)工地質(zhì)量、進(jìn)度、環(huán)境保護(hù)等多方面的管理。主體層包括參與建設(shè)工程項(xiàng)目的業(yè)主單位、施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和政府監(jiān)管部門,不同參與主體在項(xiàng)目建設(shè)全生命周期的不同階段通過BIM技術(shù)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目各階段問題早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、科學(xué)決策、提升效能。對(duì)象層圍繞工地要素進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面、智能監(jiān)控和管理。例如:工地環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景通過前端傳感設(shè)備和視頻設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工地?fù)P塵數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲、網(wǎng)速、風(fēng)向、溫濕度、PM2.5,PM10等內(nèi)容的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和預(yù)警并將數(shù)據(jù)上傳政府監(jiān)管平臺(tái),自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表,數(shù)據(jù)超標(biāo)自動(dòng)預(yù)警,并自動(dòng)開啟噴淋系統(tǒng)降塵,為監(jiān)管部門提供實(shí)時(shí)有效的動(dòng)態(tài)顆粒物、噪聲數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù);塔式起重機(jī)安全管理應(yīng)用場(chǎng)景借助安裝在塔身的高度、力矩、回轉(zhuǎn)、幅度傳感器和風(fēng)速儀等感知硬件,集合互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式技術(shù)實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)反饋塔機(jī)情況,量化分析工作量、工作效率,提供項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)信息,判斷設(shè)備疲勞程度,反映設(shè)備狀態(tài),執(zhí)行危險(xiǎn)行為切斷控制指令。目標(biāo)層項(xiàng)目管理任務(wù)因主體不同而有差異,從業(yè)主和施工方綜合考慮,主要包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度、安全、合同、健康和環(huán)境管理。例如:進(jìn)度管理中,進(jìn)度可視化用不同顏色三維展示當(dāng)前進(jìn)度情況,建設(shè)進(jìn)展直觀掌控;智能預(yù)警提醒可設(shè)置關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),對(duì)延期風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行智能預(yù)警、對(duì)已延期進(jìn)度自動(dòng)提醒,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)及時(shí)的進(jìn)度監(jiān)測(cè)。可以看到,利用智慧工地云平臺(tái)能更好圍繞對(duì)象層,服務(wù)主體層,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)層管理任務(wù),借助信息技術(shù)對(duì)管理對(duì)象進(jìn)行管控以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的管理目標(biāo),使得整個(gè)建造過程更智慧化。基于BIM的智慧工地管理體系如圖2所示。

2 應(yīng)用成效

2.1 智慧工地管理應(yīng)用場(chǎng)景

建設(shè)工程施工方項(xiàng)目管理任務(wù)包括安全、合同、信息管理和成本、進(jìn)度、質(zhì)量控制及與施工有關(guān)的組織協(xié)調(diào)等。工地管理圍繞建設(shè)過程中的人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素開展,因此,智慧工地管理一般應(yīng)該包括安全、人員、質(zhì)量、進(jìn)度和環(huán)境管理等內(nèi)容,如圖3所示。

安全管理是工地管理中最為重要的環(huán)節(jié),包括作業(yè)前的安全教育管理和作業(yè)時(shí)的違章管理。人員培訓(xùn)時(shí)需實(shí)名制登記,安全教育后要簽字確認(rèn),確保每個(gè)人員作業(yè)前完成安全教育。作業(yè)時(shí)的安全管理包括重點(diǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、安全防護(hù)防拆檢測(cè)、未戴安全帽抓拍和報(bào)警、危險(xiǎn)邊緣區(qū)域聲光警報(bào)等。

人員管理包括人員的實(shí)名制管理和考勤管理、從業(yè)資格管理和教育交底管理、誠(chéng)信管理及工資管理等。智慧工地管理系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員快速登記,解決上千工人信息登記煩瑣的問題。通過對(duì)工人日常行為監(jiān)測(cè),補(bǔ)充現(xiàn)場(chǎng)管理漏洞,解決監(jiān)管覆蓋不全面、不到位的問題。

質(zhì)量管理包括質(zhì)量隱患巡查管理和實(shí)測(cè)實(shí)量管理、質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告管理等。主要為監(jiān)控工程實(shí)施的各質(zhì)量環(huán)節(jié)信息和流程自動(dòng)化,質(zhì)量管理模塊將上傳到系統(tǒng)的巡查和檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)生成報(bào)表,分析趨勢(shì),并對(duì)具有較大風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警顯示。數(shù)據(jù)資料也可與授權(quán)部門進(jìn)行共享,提高政府部門對(duì)工程數(shù)據(jù)的檢索、檢查的效率。

進(jìn)度管理在傳統(tǒng)Project,P6系統(tǒng)進(jìn)度管理基礎(chǔ)上,或采用諸如斑馬雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)圖系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)實(shí)際工期與計(jì)劃工期的差距、資金支付、主材使用、人員勞動(dòng)效率等方面問題,科學(xué)地掌控項(xiàng)目的進(jìn)度。

生態(tài)環(huán)境管理是項(xiàng)目建設(shè)非常重要的內(nèi)容,項(xiàng)目建設(shè)產(chǎn)生的揚(yáng)塵噪聲、廢水、廢氣、廢棄物和能源的使用都會(huì)對(duì)周圍的區(qū)域產(chǎn)生一定的影響,基于BIM構(gòu)建的智慧工地管理系統(tǒng),能夠自動(dòng)記錄環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、污水感應(yīng)傳感儀器、廢氣傳感儀器等設(shè)備檢測(cè)到的數(shù)據(jù),管理系統(tǒng)能夠及時(shí)檢測(cè)到超標(biāo)值并發(fā)出預(yù)警,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處置。例如,當(dāng)工地中的揚(yáng)塵量較大超出預(yù)警值時(shí),設(shè)備將會(huì)自動(dòng)開啟噴淋系統(tǒng),以降低粉塵顆粒濃度。

2.2 實(shí)際效果

智慧工地管理體系可以實(shí)現(xiàn)如下幾方面的作用:通過三維虛擬場(chǎng)景模擬施工過程,優(yōu)化施工方案,合理安排施工工序,減少人力資源,縮短施工時(shí)間,降低施工成本、提高施工效率。通過可視化表現(xiàn)和檢測(cè),減少實(shí)際測(cè)量和驗(yàn)收的誤差,幫助施工和監(jiān)理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決,減少施工質(zhì)量問題和糾紛,提升過程質(zhì)量管理水平。通過GPS定位、視頻監(jiān)控、RFID識(shí)別等技術(shù)手段,對(duì)建設(shè)工地的人員、車輛、材料等進(jìn)行全面監(jiān)管,實(shí)現(xiàn)全時(shí)段、全方位的在線監(jiān)控和工地現(xiàn)場(chǎng)全面監(jiān)管。利用傳感器、人工智能等技術(shù)手段,對(duì)建設(shè)工地的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警和管理,增加施工安全措施,減少潛在錯(cuò)誤和風(fēng)險(xiǎn),構(gòu)建全方位無(wú)死角的施工安全管理體系,減少事故發(fā)生的概率,保障施工人員安全和健康,實(shí)現(xiàn)智能化風(fēng)險(xiǎn)管控。借助移動(dòng)終端、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)建設(shè)工地的信息化管理和協(xié)同合作,提高施工質(zhì)量和工程進(jìn)度,完成精細(xì)化質(zhì)量管理。通過智能化調(diào)度、進(jìn)度管控等手段,實(shí)現(xiàn)建設(shè)工地的精準(zhǔn)管理和快速響應(yīng),提高施工效率,實(shí)現(xiàn)高效化進(jìn)度控制。利用環(huán)保監(jiān)測(cè)設(shè)備、智能節(jié)能設(shè)備等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)建設(shè)工地的節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展,降低工地建設(shè)對(duì)環(huán)境的污染和破壞,促進(jìn)綠色化,實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。

BIM+智慧工地平臺(tái)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”各關(guān)鍵要素實(shí)時(shí)、全面、智能的監(jiān)控和管理,有效支持了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員、項(xiàng)目管理者各層協(xié)同和管理工作,提高了施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的管理水平,減少浪費(fèi)[8]。同時(shí),幫助工程人員發(fā)現(xiàn)安全隱患,規(guī)范質(zhì)量檢查及檢測(cè)行為,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量溯源和勞務(wù)實(shí)名制管理,有效支撐主管部門對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量、安全、進(jìn)度、人員的監(jiān)管[9]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過基于BIM的智慧工地管理系統(tǒng)在項(xiàng)目管理全過程的深度應(yīng)用,綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù),采集項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),集成項(xiàng)目子應(yīng)用系統(tǒng),以可控化、數(shù)據(jù)化、可視化的方式對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全方位立體化監(jiān)測(cè)和智能響應(yīng),實(shí)現(xiàn)工地關(guān)鍵要素全面感知、互通互聯(lián)、智能協(xié)同,保障施工項(xiàng)目全要素、全流程、全參與方共享共用的信息化、數(shù)字化、智能化管理。工程數(shù)字化體系將大幅提升企業(yè)的精益生產(chǎn)能力,提高工程運(yùn)營(yíng)效率,降低工程管理成本,提升管理水平與決策能力,提高項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)全壽命周期競(jìng)爭(zhēng)力,為工程的建設(shè)和使用增值。

但也要清楚的看到,和其他行業(yè)相比,目前建筑業(yè)還處于工業(yè)化還沒有完全實(shí)現(xiàn),信息化正在系統(tǒng)建設(shè),數(shù)字化治理剛起步的工業(yè)化、信息化、數(shù)字化三線并行的跨階段發(fā)展時(shí)期。BIM對(duì)應(yīng)的是建筑產(chǎn)品的數(shù)字化,智慧工地技術(shù)對(duì)應(yīng)的是人、機(jī)、料等要素的數(shù)字化,從當(dāng)前智慧工地建設(shè)情況來(lái)看,依然存在諸如數(shù)據(jù)沒有形成系統(tǒng)化資源,留有信息孤島;碎片化系統(tǒng)未形成有效連接與協(xié)同,對(duì)業(yè)務(wù)的支撐有限,無(wú)法滿足全局優(yōu)化的需要;建設(shè)項(xiàng)目各階段口徑、標(biāo)準(zhǔn)不一致,數(shù)據(jù)冗余,無(wú)法形成持續(xù)優(yōu)化的數(shù)據(jù)應(yīng)用閉環(huán);缺乏可隨時(shí)調(diào)用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和有效解構(gòu)到元素級(jí)數(shù)據(jù)的能力等問題。而實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字賦能,推動(dòng)建設(shè)模向信息化、數(shù)字化、智能化模式轉(zhuǎn)型,已經(jīng)成為建設(shè)方企業(yè)保障存續(xù)的必由之路,以項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)各崗位作業(yè)數(shù)字化為手段,實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合精細(xì)化管控及數(shù)字化集成交付[10],依托系統(tǒng)性數(shù)字化能力,持續(xù)保障智慧工地深度應(yīng)用與發(fā)展,以系統(tǒng)性數(shù)字化建設(shè)推動(dòng)建造過程數(shù)字化、智能化升級(jí),是推動(dòng)建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的有效途徑。